Вітряки в порожніх полях. Чому немає дерев?

Я помітив, що вітряки, як правило, будуються на порожніх полях без дерев, і мені було цікаво, чому ...

Вітряний млин, як правило, вище за дерева, і я можу уявити, що дерева насправді не впливають на потік (див. Малюнок).

Але це причина, чому немає нічого навколо, чи є щось інше, що змушує їх витрачати стільки місця навколо? І чи реалістичний профіль швидкості з першої фігури?

Якщо я шукаю теорію зовнішньої конвекції, профіль швидкості виглядає таким чином для протікання по плато: У другому випадку, чи не буде швидкість вище, якщо є перешкода? Або це тому, що перешкода є пористим середовищем, яке гасить потік? І нарешті, чи виглядає такий профіль швидкості на рівні Землі? Чи справді воно є походженням, чи воно весь час бурно?

— Фістер
джерело

Моя здогадка, простота будівництва та проблеми з дозволом - основні причини. Але я зачекаю на експерта вітроенергетики та його відповідь.

— березень

Але після будівництва можна посадити дерева. І все ж цього не відбувається. Щодо дозволу, я не бачу зв'язку з деревами. Чи можете ви поясніть більше, що ви розумієте під цим? (Будь ласка, майте на увазі, що ми говоримо про кілька сотень квадратних метрів, де немає нічого, крім полів (або посівів на деяких ділянках).

— Physther

@Paul "Але після будівництва ви можете посадити дерево" - Дерева, як правило, не ростуть добре там, де сильний вітер. З’ясуйте причину для себе;)

— alephzero

Там, де я живу, турбіни не можуть знаходитися в межах декількох сотень метрів від будь-якого лісу, потоку, дороги, будинку і т.д. операція.

— Кейт Григорій

Дякую, Кейт! Це я думав на початку. Тож я здогадуюсь, що це поєднання всього, фізики, регламенту, біології тощо

— Фістер

Відповіді:

Дерева збільшують турбулентність повітря, що досягає турбін. Це створює всілякі нерівномірні, швидко зміщуються навантаження на лопаті та конструкцію. Це збільшує витрати на обслуговування, зменшує доступність, зменшує коефіцієнт потужності та зменшує тривалість життя турбіни. Отже, вищі витрати, менший дохід.

$z_0$ $z_0$

Відкрита земля також полегшує фізичний доступ до сайту. Це особливо важливо під час будівництва, коли дуже дуже довгі транспортні засоби перевозять кожне лезо (довжиною 40-60 метрів) по одному шматку.

— Енергетичні номери
джерело

Чудово! Велике спасибі! Це має повний сенс!

— Фістер

Турбулентність: це також пояснення, чому найсучасніші типи (скажімо, висота маточини ~ 160 метрів) насправді здійснені та економічно вигідні в межах лісів. Полегшення доступу також є частково проблемою, оскільки оброблені ліси мають надійну інфраструктуру для важкої техніки, наприклад, комбайнів. (Незважаючи на інші екологічні проблеми, як птахи.)

— Ганіма

Існує і неінженерна причина: люди, найбільш відкриті до розміщення турбін на своїй землі, - це фермери, які зацікавлені у додатковому доході.

Турбіни ще не розміщені поблизу забудованих територій, що, як правило, залишає великі господарства, нерозвинені ділянки та природні заповідники. Отримати дозвіл на будівництво комерційного підприємства в природному заповіднику майже неможливо, і нерозвинені ділянки можуть бути зоновані для житла, що також забороняло б споруджувати вітрогенератори.

— Саймон Ріхтер
джерело

Це звучить як вагома причина. Ніколи про це не думав.

— Фістер

Ця причина - лише половина правди. Насправді власники лісових масивів поділяють такий же стимул, як і «фермери» (а точніше власники відповідних сільськогосподарських угідь). Встановлені електростанції в обох випадках є вторинним доходом. (Питання про дерева та ліси, які не обов'язково є природними заповідниками.)

— Ghanima

Подивіться, як і чому працює "Бетц ліміт" .

Коли енергія втрачається у вашій першій схемі до дерев, повітряний потік через дерева навколо них розширюється і сповільнюється.

Це уповільнення зменшує енергію, доступну турбіні.

(зауважте. Я не є резидентом вітроенергетики!)

— Брайан Драммонд
джерело

Дякую, Брайан Ну, кінетична енергія нижче гвинтів буде нижчою за рахунок дерев, але ніхто не піклується про цю частину (поки дерева менші). Тож з деревами або без них на потік на рівні гвинта не повинно впливати, правда? Це, якщо перша картина представляє реальний випадок. Якщо друга картина реалістичніша, то так, це вплине на потік. Закон Бетца цікавий, але я вважаю неактуальним для цього конкретного питання. Я про це не знав, думав, тож дякую!

— Фістер

Ні. Прозріння Бетца полягає в тому, що повільніше рухається маса повітря повинна займати більший об'єм (подумайте про широку повільну річку замість швидких неглибоких порогів, які мають однаковий масовий потік). Тому вона повинна розширюватися - а це означає вгору, на шлях турбіни. Чи буде ця зміна потоку ламінарною чи турбулентною, залежить від "числа Рейнольдса" та швидкості вітру, але якщо воно бурно, ви можете очікувати більших проблем.

— Брайан Драммонд